基于改進(jìn)層次分析法的綠色建筑材料評價研究

王芳，王爽

（吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院，長春 130114）

基于改進(jìn)層次分析法的綠色建筑材料評價研究

王芳，王爽

（吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院，長春 130114）

為大力推廣綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展，全面構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會，通過構(gòu)建綠色建筑材料評價指標(biāo)體系的突出性、全面性、可操作性原則，應(yīng)用改進(jìn)的層次分析法確定綠色建筑材料評價指標(biāo)的權(quán)重，保證最終的評價結(jié)果真實有效，為實現(xiàn)綠色建筑材料評價指標(biāo)體系的標(biāo)準(zhǔn)化提供一定參考價值及理論依據(jù)。

改進(jìn)層次分析法；綠色建筑材料；評價原則

1 引言

人類生存環(huán)境不斷遭到破壞，導(dǎo)致自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，使人們愈發(fā)強(qiáng)烈的感受到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要性，愈發(fā)重視可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必要性。建筑行業(yè)是整個行業(yè)中對人類生存環(huán)境及自然資源造成破壞的最主要因素之一。要想全面貫徹落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，首先要從保護(hù)環(huán)境角度出發(fā)，必須在建筑行業(yè)中積極推行綠色建筑的實施，而綠色建筑實施要想取得理想的效果，必須重視其核心環(huán)節(jié)，即積極采用綠色建筑材料。現(xiàn)如今，綠色建筑材料還沒有統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn)，如何界定綠色建筑材料還存在很多問題，因此，盡快出臺一套適用、可行、全面的“綠色建筑材料評價標(biāo)準(zhǔn)”已迫在眉睫。

鑒于綠色建筑材料的重要地位，國內(nèi)外學(xué)者相繼提出了綠色建筑材料方面的研究，加拿大學(xué)者在深入研究分析綠色建筑的基礎(chǔ)上，對綠色建筑的評價形式進(jìn)行全面分析［1］；日本學(xué)者構(gòu)建了綠色建筑材料評價指標(biāo)，對綠色建筑的推廣具有一定參考價值，不足之處是綠色建筑材料指標(biāo)涵蓋范圍太多，實際應(yīng)用起來比較繁瑣；2013年楊曉婧等提出再生建筑材料綠色化評價體系，主要依據(jù)再生材料在使用階段的不同使用用途構(gòu)建科學(xué)、全面、合理的綠色化評價指標(biāo)；2014年劉軍等提出從綠色建筑材料概念著手，繼而分析其評價方法及綠色建筑材料評價體系遵循的原則［2］；2015年汪振雙等提出綠色建筑材料綠色度的評價和認(rèn)證體系研究，具有一定的應(yīng)用和推廣價值。

上述針對構(gòu)建綠色建筑材料評價指標(biāo)研究已經(jīng)初獲成果，同時具有一定的應(yīng)用價值及推廣價值。但是對于綠色建筑材料的選取還存在一定局限性和標(biāo)準(zhǔn)性?；诖耍疚囊愿倪M(jìn)的層次分析法為出發(fā)點，在綠色建筑的背景下，構(gòu)建科學(xué)、合理、規(guī)范的綠色建筑材料的評價指標(biāo)體系，從而保證綠色建筑材料的有效應(yīng)用，為綠色建筑的實施做出貢獻(xiàn)。

2 基于改進(jìn)層次分析法的綠色建筑材料評價構(gòu)建

2.1 綠色建筑材料評價構(gòu)建原則

綠色建筑材料評價主要是以不同形式、不同種類、不同類別的建筑材料為依托，全方位全面進(jìn)行綜合分析評價。建筑市場所涉及的建筑材料種類繁多，綜合考慮的評價指標(biāo)涵蓋不同類別，對其整個評價過程都及其復(fù)雜［3］。綠色建筑材料評價指標(biāo)體系構(gòu)建也具有差異性，為保證所選取的綠色建筑材料評價指標(biāo)科學(xué)性，規(guī)范性，公正性，在構(gòu)建其指標(biāo)時應(yīng)遵循以下原則。

2.1.1 突出性原則 綠色建筑材料種類繁多，逐一進(jìn)行分析評價不但耗時而且效果也不好，因此指標(biāo)的選取要綜合考慮其主要特征，選取最有突出特點的代表性材料進(jìn)行評價［4］。

2.1.2 全面性原則 綠色建筑材料涵蓋的內(nèi)容比較多，涉及的工程類別也比較寬泛，包括砌體結(jié)構(gòu)工程、鋼結(jié)構(gòu)工程、鋼筋混凝土工程、高層結(jié)構(gòu)工程等，綠色建筑材料評價指標(biāo)的選取要以不同角度為出發(fā)點，覆蓋要全面，不能對評價指標(biāo)的選取出現(xiàn)漏選的現(xiàn)象。

2.1.3 可操作性原則 綠色建筑材料評價指標(biāo)的選取要充分考慮混凝土、磚、水泥等產(chǎn)品的性能，同時不可忽略評價過程要具有可行的操作性能。綠色建筑材料的評價模式要一目了然，評價指標(biāo)要通過多種不同的角度處理各種層次的評價工作，使其評價指標(biāo)應(yīng)用自如［5］。

2.2 綠色建筑材料評價指標(biāo)體系構(gòu)建

以德爾菲法和頭腦風(fēng)暴法為主體，結(jié)合系統(tǒng)思想理論，通過實地工程項目調(diào)研，邀請相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜壹凹夹g(shù)人員進(jìn)行訪談，同時借鑒國內(nèi)外專家學(xué)者的觀點，建立最終的綠色建筑材料評價指標(biāo)，如表1所示。

表1 綠色建筑材料評價指標(biāo)體系

一級評價指標(biāo) 三級評價指標(biāo)低碳二級評價指標(biāo)固體廢棄物污染程度不可再利用水的處理情況廢氣所占的比例生態(tài) 二次使用價值經(jīng)濟(jì) 消耗成本廢渣的處理石油類懸浮物化學(xué)需氧量二氧化硫粉塵氮化物回收率再生率轉(zhuǎn)化率燃料成本原料本身的費用

2.3 改進(jìn)層次分析法的權(quán)重確定

層次分析法在確定綠色建筑材料評價指標(biāo)權(quán)重計算的時候，對于其權(quán)重的計算往往具有不確定性因素的存在，導(dǎo)致最終的評價結(jié)果具有一定的偏差性，因此本文采取改進(jìn)的層次分析法確定綠色建筑材料的評價指標(biāo)權(quán)重。

2.3.1 首先建立綠色建筑材料評價的判斷矩陣

式中：C（i）和C（j）分別為綠色建筑材料評價體系中指標(biāo)ui和uj的相對重要程度。

2.3.2 將綠色建筑材料的優(yōu)先關(guān)系矩陣 U=（uij）n×n轉(zhuǎn)化成模糊一致矩陣Q=（qij）n×n，得到矩陣符合一致性條件的要求，與層次分析法相比，不用對一致性檢驗進(jìn)行計算，在確定綠色建筑評價指標(biāo)體系時，節(jié)省了合理的使用時間。應(yīng)用轉(zhuǎn)換的相關(guān)算法將綠色建筑材料評價中得到的U矩陣進(jìn)行行求和以及相應(yīng)的行變換：

2.3.3 針對綠色建筑材料進(jìn)行綜合評價時，需要利用和進(jìn)行歸一法求解權(quán)重向量。

若li表示綠色建筑材料評價中指標(biāo)i相對于上層目標(biāo)的重要性，所以對li進(jìn)行歸一化處理，即可得到待求解的綠色建筑材料評價體系中各指標(biāo)權(quán)重：

則權(quán)重向量為：

2.3.4 為確保綠色建筑材料的評價計算結(jié)果在較高精度下進(jìn)行，本文利用冪法迭代進(jìn)行精度計算，首先利用轉(zhuǎn)換公式eij=將互補(bǔ)型判斷矩陣Q=（qij）n×n轉(zhuǎn)換成互反型矩陣E=（eij）n×n；并以排序向量w=(w1，w2，w3，……wn)T作為特征值法的迭代初值V，由此進(jìn)一步求精度較高的排序向量W［k］，即：

1）以V0=（V01，V02，V03，……V0n）T為迭代初值，利用迭代公式Vk+1=EVk求特征向量Vk+1，并求Vk+1的無窮范數(shù)‖ ‖Vk+1∞；

2）判斷：若‖ ‖Vk+1∞-‖‖Vk∞＜ε，則‖ ‖Vk+1∞即為最大特征值λmax，將Vk+1進(jìn)行歸一化處理后，即可得到相應(yīng)計算式：

所得向量W［k］=Vk+1即為方案排序向量，迭代結(jié)束；

2.3.5 組合權(quán)重計算，結(jié)合綠色建筑材料指標(biāo)評價權(quán)重即可得到對各方案制定目標(biāo)的重要程度：

2.4 各項指標(biāo)權(quán)值的確定

將綠色建筑材料評價指標(biāo)分為5個等級，即較差（v1）、差（v2）、中等（v3）、較好（v4）、好（v5），其對應(yīng)的分值為V=（v1，v2，v3，v4，v5）。應(yīng)用改進(jìn)的層次分析法計算每一個綠色建筑材料評價指標(biāo)的權(quán)重。

通過對綠色建筑材料實際適用情況進(jìn)行實際調(diào)查問卷統(tǒng)計，2輪實際調(diào)研后，對收集到的結(jié)果進(jìn)行核實，保證調(diào)查結(jié)果的真實性，進(jìn)行相應(yīng)的打分，并采用算數(shù)平均法進(jìn)行處理。計算公式如下：

Vj：j評語集的算術(shù)平均得分值；mj：對j評語集的評分專家；xij：第i個專家對j評語集的評分值。

3 結(jié)論

隨著人們對綠色建筑理念的重視程度加深，作為綠色建筑實施的核心環(huán)節(jié)綠色建筑材料也將受到更加廣泛的關(guān)注和重視。綠色建筑材料的應(yīng)用對整個建筑行業(yè)的發(fā)展、自然資源合理利用及環(huán)境保護(hù)都具有重要的現(xiàn)實意義。本文在國內(nèi)外學(xué)者對綠色建筑材料評價指標(biāo)研究的基礎(chǔ)上，通過較為科學(xué)的方法構(gòu)建綠色建筑材料評價指標(biāo)體系，有利于工程項目各參與方進(jìn)行自我評價，避免了實際施工中對綠色建筑材料選擇的盲目性，使工程項目各參與方會得到較為科學(xué)的評價模型，并最終得到較為科學(xué)的評價結(jié)果。同時，為大力推廣綠色建筑的可持續(xù)發(fā)展，全面構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會起到積極的指導(dǎo)性作用。

[1] US Green Building Council.Leadership in Energy and Environmental Design Rating System criteria[S]，2001.

[2]劉 軍，王 智.綠色建筑材料評價體系探究[J].重慶經(jīng)濟(jì)，2014，(13):11-13.

[3]汪振雙，王立國.綠色建筑背景下建筑材料綠色度評價和認(rèn)證體系研究[J].建筑經(jīng)濟(jì)，2015（36）:108-112.

[4]Yawei Li，Xiangtian Nie，Shouyu Chen.Fuzzy Approach to Preaulifying Construction Contractors[J].Construction Engineering and Management，2007（7）:40-49.

[5]Piotr J，Slawomir B，Robert B.Assessing contractor selection criteria weightswith fuzzy AHP method application in group decision environment[J].Automation in Construction，2010（19）:120-122.

責(zé)任編輯：建德鋒

A Study of Green Building Materials Evaluation Based on Improving Analytic Hierarchy Process

WANG Fang,WANG Shuang
(The City College of Jilin Jianzhu University,Changchun 130114)

To vigorously promote the sustainable development of green building,and comprehensively build a resource-saving and environment-friendly society,through the construction of green building materials evaluation index system of the prominent,comprehensive,operational principles,the application of improved analytic hierarchy process to determine the weight of green building materials evaluation indicators,to ensure that the final evaluation results are true and effective,in order to achieve the standardization of the green building materials evaluation index system,provide a reference value and theoretical basis.

improved analytic hierarchy process;green building materials;evaluation principles

TS5

A

2016-05-04

王 芳（1979-），女，吉林省長春市人，講師，研究方向：項目管理、房地產(chǎn)。